[发明专利]用于驱动放电灯的灯驱动器电路和方法

说明书

技术领域

本发明涉及驱动放电灯的灯驱动器电路和方法。具体来说本发明适合用于驱动一种放电灯，这种放电灯显示出随灯电压的变化而陡峭变化的阻抗。

背景技术

使用开环灯驱动器电路来操作放电灯在本领域中是众所周知的。灯驱动器电路包括一个逆变器(inverter)电路，用于产生合适的交流电流来驱动灯。在制造期间针对输出功率来校准这样一个开环驱动器电路。

公知的放电灯，例如分子辐射灯之类的电感耦合的放电灯，可能显示出输出功率和在灯接线柱(lamp terminals)上的电压之间的陡峭的关系。灯电压尤其取决于所提供的交流电流的频率，因此输出功率也取决于所提供的交流电流的频率。另外，在启动期间，灯的阻抗可能显示出陡峭的变化。于是，开环的灯驱动器电路可能不适合驱动这样的放电灯，因为开环的灯驱动器电路不能保证灯的稳定操作。

而且，可能期望控制在启动和稳态操作期间的灯功率。由于上述的陡峭关系，开环的灯驱动器电路可能不适合调节输出功率。

使用反馈电路并因此使用闭环的灯驱动器电路来驱动放电灯是公知的。例如可以响应实际的灯功率来控制交流电流的频率。然而，由于电磁干扰的规定，用于控制的频率范围可能要受到限制，不允许控制稳定性和调控功率这两者，尤其在启动和用于调暗期间不允许。

另一种可能性是控制直流电压，逆变器电路从该直流电压产生交流电流。然而，由于在直流电压总线上存在相对较大的用于能量缓冲的电容，这样的控制系统相对较慢，而对于稳定性控制则要求相对较快的控制。

发明内容

期望提供用于操作呈现陡峭阻抗变化的放电灯的方法和电路，所述的方法和电路适合控制稳定性和在相对较大范围上控制功率这两者。

这个目的在根据权利要求1所述的灯驱动器电路中和在根据权利要求7所述的用于操作放电灯的方法中实现。

按照本发明，提供包括高速反馈电路部分和低速反馈电路部分的反馈电路。响应确定的实际灯功率和设定的灯功率(即预先确定的或选定的灯功率)之差，来控制频率和直流电压这两者。控制频率以维持操作期间的稳定性，因为频率可以在相对较短的时间内得以调节。调节直流电压以允许放电灯在相对较大的功率范围内进行操作。

在一个实施例中，实际灯功率检测电路包括与灯驱动器电路的逆变器电路相连的一个电阻器。流经逆变器电路的逆变器电流可以用作实际灯功率的度量，因为逆变器电流与实际灯功率成比例，具体来说，逆变器电流基本上等于实际灯功率除以直流电源电压。

在一个实施例中，高速反馈电路包括一个压控振荡器(VCO)，将其配置成接收代表功率差的一个电压信号，以便用合适的操作频率转换功率差。

在一个实施例中，将低速反馈电路配置成接收设定频率，即预先确定的或选定的频率。进而，将低速反馈电路配置成确定操作频率并响应操作频率和设定频率之间的频率差来控制直流电源电压。相应地，高速反馈电路可以向设定频率调节操作频率。于是，获得了过程和精细的控制方法，借此防止高速反馈电路和低速反馈电路之间的干扰。因为高速反馈电路的带宽显著地大于低速反馈电路的带宽，所以高速反馈电路将跟踪低速反馈电路的直流电源电压的变化。因此与低速反馈电路相比，高速反馈电路占主导地位。

附图说明

下面，参照附图中表示的非限制性实施例详细说明本发明，其中：

图1表示说明放电灯的灯电压和灯功率之间的关系的示意图；

图2A表示说明放电灯的灯电流频率和灯功率之间的关系的示意图；

图2B表示说明放电灯的灯电流频率和灯电压之间的关系的示意图；

图3示意地表示包括高速反馈电路的灯驱动器电路的一个实施例；

图4示意地表示按照本发明的灯驱动器电路的一个实施例；

图5表示说明灯电流频率、灯功率、和直流电源电压之间关系的示意图；

图6示意地表示用于按照本发明的灯驱动器电路的高速反馈电路的一部分；

图7表示说明点火期间灯电流频率和灯电压之间的关系的示意图；以及

图8示意地表示按照本发明的灯驱动器电路的一个实施例。

具体实施方式

下面，相同的附图标记指的是类似的元件。

图1表示说明放电灯的灯电压V(处于水平轴)和灯功率P(处于垂直轴???)之间关系的示意图，所说的放电灯具体来说是电感耦合的放电灯，如分子辐射灯。灯电压V是在灯操作期间在灯接线柱上的电压。在灯功率水平A，灯电压V可以变化而不直接影响灯功率P，因为所示的曲线基本上是平的。所以，在功率水平A放电灯可以稳定地操作。